JPS62254358A - 電池用セパレ−タの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電池用セパレータの製造方法に関する。

より詳細には、本発明は保液性および電解液に対する濡
れが改良された電気抵抗の低い電池用セパレータのグラ
フト重合による製造方法に関する。

本発明に関連する従来技術を解説してそれらの欠点を明
らかにする。

幹ポリマーとなる合成樹脂フィルム（以下“基材フィル
ム”と略記する場合がある）に枝ポリマーとなる水に解
離性を有するモノマーをグラフト重合して得られるグラ
フト膜は半透性を有し優れたセパレータ機能を有してい
る。近年このグラフト重合方法として、基材フィルムに
電離性放射線を照射したのち、モノマー溶液に接触させ
る方法、いわゆる前照射法によるセパレータの製造法が
検討されている。この前照射法は、基材フィルムとモノ
マーとの接触下で放射線を照射する同時照射法に比べて
製造設備が小規模でよく、また、ホモポリマーの生成が
少なくモノマーの利用率が高いなど多くの利点があるが
、他方、グラフト反応を阻害する酸素の除去が困難であ
るという欠点がある。反応を阻害する酸素は基材フィル
ム表面に吸着された状態およびモノマー溶液に溶解した
状態で存在しておシ、従来この酸素は不活性ガスをモノ
マー溶液中に吹き込むことによシ除去されるか、あるい
は、溶液を減圧状態にして除去されていたが、モノマー
溶液中に溶存している酸素を完全に除去することは容易
ではない。特に、基材フィルムとモノマー溶液との境界
領域に吸着された状態で存在している酸素を除去するこ
とは困難である。

この基材フィルム表面層に吸着している酸素およびモノ
マー溶液に微量に溶存している酸素は、電離性放射線の
照射により生成したラジカルを失活させる。すなわち、
グラフト重合反応は、モノマー溶液と接触すると同時に
開始されるために、膜表面領域では、グラフト重合は起
りに＜＜、むしろ膜内部の方がグラフト重合が容易で、
グラフト率は膜表面よシも内部の方が高くなる。このた
めに、セパレータの膜厚方向にグラフト率の不均一が生
じ、セパレータの電気抵抗が高くなるという欠点がある
。電気抵抗を下げるために更にグラフト率を上げると、
セパレータの機械的強度に低下し、かつ、膨潤性が増し
有害物質の阻止能力が低下するため、電池性能の低下を
招くことになる。

本発明は従来のかかる欠点を除去するものであシ、クラ
フト反応を極めて均一に行なわしめることにより、機械
的強度および有害物質の阻止能の低下をともなわずに、
セパレータの電気抵抗を下げるものである。すなわち、
基材フィルムの両面に、あらかじめ酸素の透過しにくい
被覆層（以下単に”被覆層”′と略記する場合がある。

）をラミネートした三層からなる複合フィルムのシート
に電離性放射線を照射したのち、解離性モノマー溶液に
浸漬または接触せしめて、グラフト重合する。

この被覆層を基材フィルム表面に密着させることによシ
、基材フィルム表面に吸着されている酸素の存在は極め
て少ないものとなる。また、グラフト反応の際、モノマ
ー溶液中に溶存する微量の酸素も被覆層および基材フィ
ルムをラミネートしたままでグラフト重合を行なう場合
は、被覆層の照射により生成したラジカルで消費される
ために基材フィルム層へ拡散することがなく、基材フィ
ルムは均一にグラフト重合することができる。このため
に、従来のようにフィルム表面の酸素によるグラフト率
の低下がなくなり、フィルムの膜厚方向に均一なグラフ
ト率を有するセパレータを得ることができ、極めて低い
電気抵抗のグラフト重合体からなるセパレータを得るこ
とができる。本発明で基材フィルムの両面にラミネート
される被覆層は、グラフト反応後基材フィルム表面から
はくシ除去することが必要であるため、基材フィルムか
らは〈シできる方法でラミネートすることが肝要である
。本発明において使用する被覆層は、基材フィルム表面
に存在する酸素を除去するとともに、モノマー溶液中に
溶存している酸素と反応し。

この層で酸素を消費させる作用と同時に、外部とのしや
へいを目的としている。すなわち、照射とグラフト反応
の間の貯蔵期間が比較的短い間は被覆層の酸素ガス透過
率の多少は無視できるが、照射後グラフト反応までの貯
蔵期間が長く、かつ空気中で貯蔵する場合には、酸素ガ
ス透過率の低いサラン、ポリエステルなどを被覆層とす
るのが好ましい。また、被覆層を基材フィルムとラミネ
ートしたままで、グラフト重合させる場合には、基材フ
ィルムと同様にグラフト重合する材質を使用し、且つ、
その融点が基材のそれと異なる材質、例えばポリエチレ
ン−ポリプロピレンの組合せなどが好ましい。被覆層の
ラミネート方法は材質および融点の異なる合成樹脂にて
加熱融着流延法によシ行なうことができる。被覆層の厚
みは、電離性放射線を照射する際に、被覆層に吸収され
る線量が少ないことが好ましいので、１００μｍ以下、
望ましくは１０μｍ以下がよい。本発明に用いられる基
材フィルムおよび被覆層としては、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、およびそれらの共重合体などのポリオレフ
ィン系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリヒスチル系樹脂、
ポリアミド系樹脂などを挙げることができる。本発明に
おける電離性放射線としては、主としてＣｏ　−６０の
γ線または電子加速器からの電子線が使用でき、その照
射線量は３〜５ＱＭｒａｄが好ましい。照射の雰囲気は
、不活性ガスまたは空気雰囲気下のいずれでもよく、被
照射フィルムは、生成した捕捉ラジカルが失活しないう
ちに、あらかじめ溶存酸素を除去した反応液、例えば、
アクリル酸、メタクリル酸、スチレンスルホン酸などの
水に解離性を有するビニル糸上ツマ−の水溶液または一
部有機溶剤を含む溶液に、浸漬または接触することによ
シダラフト重合を行なう。

本発明により得られたグラフト重合体からなるセパレー
タはアルカリ水溶液を電解液とするアルカリ電池、硫酸
水溶液を電解液とする鉛蓄電池のいずれにも使用するこ
とができ、本セパレータを使用することによシ、高率放
電特性が著しく向上する。

次に、本発明を実施例にて更に詳細且つ具体的に説明す
るが、かかる説明忙よって本発明が何ら限定されるもの
ではない。

実施例　１゜ 低圧法ポリエチレンフィルム（厚さ１０１０１ｔ上に、
ポリプロピレン（住友化学製）を厚さ５０μｍになる様
にフィルム状に押し出し成型し、更Ｋ。

ポリプロピレンフィルム上ＶＣ１０μｍ厚のポリエチレ
ンフィルムを融着せしめて、ポリエチレン−ポリプロピ
レン−ポリエチレンからなる三層フィルムを作成した。

このフィルムに、加速電圧５００　ＫＶ、加速電流１０
　ｍＡにて、窒素雰囲気下室温にて、３０Ｍｒａｄ照射
した。この被照射フィルムを一２５℃にて１６８時間保
存したのち、あらかじめ酸素を除いたメタクリル酸２０
部、水８０部、モル塩０．２５ｗｔ％からなるモノマー
溶液に２５℃にて５時間浸漬した。反応終了後、被覆層
であるポリエチレンフィルムをはくりして、ポリプロピ
レンのグラフトフィルムのみを水洗、ＫＯＨ処理したの
ち乾燥させて、セパレータを得た。このセパレータのグ
ラフト率は９２％、比重１．２０の硫酸中２５℃にて測
定した電気抵抗は０．０００３Ω・ｄｍであった。一方
、ポリエチレンフィルムの被覆層を用いないで、上記と
全く同様にして得られた同一グラフト率のセ・ｇレータ
の電気抵抗はｏ、ｏ　ｏ　ｏ　ｓΩ・ｄｍ　であった。

特許出願人　日本原子力、研究所 （外２名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　電離性放射線を合成樹脂フィルムに照射した後、被照
   射フィルムを水に解離性のモノマーと接触させてグラフ
   ト重合させることからなる電池用セパレータの製造方法
   において、あらかじめ該合成樹脂フィルムの両面に酸素
   を透過させにくいが前記モノマーを透過させる被覆層を
   ラミネートしておいて電離性放射線を照射した後、該被
   覆層を剥離することなく該モノマーと接触させて該合成
   樹脂フィルムをグラフト重合させ、その後に該被覆層を
   剥離することを特徴とする電池用セパレータの製造方法
   。